用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源的制作方法
【專利摘要】本實(shí)用新型提供了用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，包括變壓器，該變壓器上設(shè)置有用于向音頻功率放大器輸出高電壓的第一次級(jí)線圈以及用于向音頻功率放大器輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，還包括用于輸入音頻信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)放大的信號(hào)檢測(cè)放大電路、用于比較輸入電平的幅值并防止輸入電平跳變的比較保持電路，所述信號(hào)檢測(cè)放大電路的輸出端與比較保持電路的輸入端相連，比較保持電路的輸出端連接用于選擇輸出電壓的轉(zhuǎn)換控制電路，該轉(zhuǎn)換控制電路分兩路輸出，其中一路與所述第一次級(jí)線圈相連，另一路與所述第二次級(jí)線圈相連。其電源效率明顯優(yōu)于單電源AB類功放，又解決了H類功放轉(zhuǎn)換失真的弊端，既保證了音效又提高了能效，實(shí)用性強(qiáng)、市場(chǎng)前景好。
【專利說明】用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實(shí)用新型涉及音頻功率放大器的【技術(shù)領(lǐng)域】，特別是涉及用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源。

【背景技術(shù)】
[0002]在音響行業(yè)，高保真音頻功率放大器對(duì)其供電電源的性能提出了較高的要求，由于開關(guān)電源干擾嚴(yán)重，會(huì)劣化音質(zhì)，目前還沒有得到廣泛應(yīng)用，故高保真音頻功率放大器的供電電源仍然由變壓器和整流濾波電路組成的模擬電源占據(jù)主導(dǎo)地位。
[0003]目前市場(chǎng)上音頻功率放大器模擬電源主要有以下兩種做法:
[0004]1、一組固定電源供電(AB類功放)
[0005]2、兩組或者多組電源切換供電(H類功放)
[0006]用一組固定電源供電的AB類功放由于電路設(shè)計(jì)簡單，方便制作，從而得到廣泛應(yīng)用，但是由于AB類功放效率低，特別是小信號(hào)時(shí)功率管耗散功率更大，效率更低。在全球提倡環(huán)保節(jié)能理念的大趨勢(shì)下，出現(xiàn)了兩組或者多組電源切換供電的H類功放，小信號(hào)時(shí)用低電壓供電，大信號(hào)時(shí)用高電壓供電，功放效率大大的提高了 ；但是H類功放的高低電源是根據(jù)信號(hào)幅度大小實(shí)時(shí)轉(zhuǎn)換的，轉(zhuǎn)換開關(guān)二極管在大電流高速關(guān)斷過程中容易產(chǎn)生尖峰疊加在電源上面，使得H類功放不可避免的出現(xiàn)關(guān)斷失真，嚴(yán)重影響了功放的指標(biāo)。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0007]本實(shí)用新型的目的在于提出一種電路簡單穩(wěn)定可靠的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，以解決以上的產(chǎn)品缺點(diǎn)和不足。
[0008]為了解決上述技術(shù)問題，本實(shí)用新型的技術(shù)方案如下:
[0009]用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，包括變壓器，該變壓器上設(shè)置有用于向音頻功率放大器輸出高電壓的第一次級(jí)線圈以及用于向音頻功率放大器輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，還包括用于輸入音頻信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)放大的信號(hào)檢測(cè)放大電路、用于比較輸入電平的幅值并防止輸入電平跳變的比較保持電路，所述信號(hào)檢測(cè)放大電路的輸出端與比較保持電路的輸入端相連，比較保持電路的輸出端連接用于選擇輸出電壓的轉(zhuǎn)換控制電路，該轉(zhuǎn)換控制電路分兩路輸出，其中一路與所述第一次級(jí)線圈相連，另一路與所述第二次級(jí)線圈相連。
[0010]所述信號(hào)檢測(cè)放大電路包括運(yùn)算放大器U1，該運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端用于輸入音頻信號(hào)，反相輸入端經(jīng)由電阻Rl接地，同時(shí)該反相輸入端經(jīng)由電阻R2回饋至運(yùn)算放大器Ul的輸出端，該運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接至所述比較保持電路。
[0011 ] 所述比較保持電路包括電力二極管Dl，該電力二極管Dl的A極連接所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端，電力二極管Dl的K極經(jīng)由電阻R5接地，同時(shí)還連接電容Cl的正極、比較器U2的正極輸入端，電容Cl的負(fù)極接地，比較器U2的負(fù)極輸入端經(jīng)由電阻R3連接電源VCC，電源VCC和電阻R3串聯(lián)電阻R4后接地，比較器U2的輸出端連接至所述轉(zhuǎn)換控制電路。
[0012]所述轉(zhuǎn)換控制電路包括NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2 ;該NPN型三極管Ql的基極分別經(jīng)由電阻R6連接所述比較器U2的輸出端、經(jīng)由電阻R7接地，NPN型三極管Ql的集電極依次連接電阻R8、穩(wěn)壓二極管DZl陽極、穩(wěn)壓二極管DZl陰極連接至高電壓橋堆U3的負(fù)極相連點(diǎn)，NPN型三極管Ql的發(fā)射極連接所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極，PNP型三極管Q2的基極接地，PNP型三極管Q2的集電極依次經(jīng)由電阻R9、穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極、穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極連接至所述高電壓橋堆U3的正極相連點(diǎn)，高電壓橋堆U3的兩個(gè)正負(fù)極相連點(diǎn)各連接所述第一次級(jí)線圈的一端；所述穩(wěn)壓二極管DZl的陽極還連接P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極，該P(yáng)溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極連接穩(wěn)壓二極管DZl的陰極，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極連接電容C2的正極，該電容C2的負(fù)極接地；所述穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極還連接N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極，該N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極連接穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極連接電容C3的負(fù)極，電容C3的正極接地，同時(shí)該電容C3的負(fù)極還連接低電壓橋堆U4的正極連接點(diǎn)，該低電壓橋堆U4的負(fù)極連接點(diǎn)連接至所述電容C2的正極和P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極，低電壓橋堆U4的兩個(gè)正負(fù)極連接點(diǎn)各連接所述第二次級(jí)線圈的一端。
[0013]本實(shí)用新型的優(yōu)點(diǎn)是:能設(shè)置一個(gè)參考電壓，與放大后的音頻信號(hào)一同輸入到比較保持電路進(jìn)行大小比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平至轉(zhuǎn)換控制電路，轉(zhuǎn)換控制電路根據(jù)輸入的電平高低選擇導(dǎo)通用于輸出高電壓的第一次級(jí)線圈或用于輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，從而實(shí)現(xiàn)音頻功率放大器的高電壓和低電壓間的轉(zhuǎn)換，并在高低壓電源切換過程中由比較保持電路防止電平突然跳變，從而避免了 H類功放出現(xiàn)的電源電壓轉(zhuǎn)換失真的現(xiàn)象；其電路設(shè)計(jì)簡單、穩(wěn)定可靠，整機(jī)效率高，既符合環(huán)保節(jié)能理念，又解決了高低電源的轉(zhuǎn)換失真的問題，大大提高了功率放大器的性能指標(biāo)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0014]圖1是本實(shí)用新型的結(jié)構(gòu)示意圖；
[0015]圖2是本實(shí)用新型中信號(hào)檢測(cè)放大電路的示意圖；
[0016]圖3是本實(shí)用新型中比較保持電路的示意圖。

【具體實(shí)施方式】
[0017]為使本實(shí)用新型的上述目的、特征和優(yōu)點(diǎn)能夠更加明顯易懂，下面結(jié)合附圖和【具體實(shí)施方式】對(duì)本實(shí)用新型作進(jìn)一步詳細(xì)的說明。
[0018]實(shí)施例
[0019]如圖1至圖3所示，用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，包括變壓器，該變壓器上設(shè)置有用于向音頻功率放大器輸出高電壓的第一次級(jí)線圈以及用于向音頻功率放大器輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，還包括用于輸入音頻信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)放大的信號(hào)檢測(cè)放大電路、用于比較輸入電平的幅值并防止輸入電平跳變的比較保持電路，所述信號(hào)檢測(cè)放大電路的輸出端與比較保持電路的輸入端相連，比較保持電路的輸出端連接用于選擇輸出電壓的轉(zhuǎn)換控制電路，該轉(zhuǎn)換控制電路分兩路輸出，其中一路與所述第一次級(jí)線圈相連，另一路與所述第二次級(jí)線圈相連。
[0020]本實(shí)用新型的能設(shè)置一個(gè)參考電壓，與放大后的音頻信號(hào)一同輸入到比較保持電路進(jìn)行大小比較，并根據(jù)比較結(jié)果輸出相應(yīng)的電平至轉(zhuǎn)換控制電路，轉(zhuǎn)換控制電路根據(jù)輸入的電平高低選擇導(dǎo)通用于輸出高電壓的第一次級(jí)線圈或用于輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，從而實(shí)現(xiàn)音頻功率放大器的高電壓和低電壓間的轉(zhuǎn)換，并在高低壓電源切換過程中由比較保持電路防止電平突然跳變，從而避免了 H類功放出現(xiàn)的電源電壓轉(zhuǎn)換失真的現(xiàn)象；其電路設(shè)計(jì)簡單、穩(wěn)定可靠，整機(jī)效率高，既符合環(huán)保節(jié)能理念，又解決了高低電源的轉(zhuǎn)換失真的問題，大大提高了功率放大器的性能指標(biāo)。
[0021]如圖2，信號(hào)檢測(cè)放大電路包括運(yùn)算放大器U1，該運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端用于輸入音頻信號(hào)，反相輸入端經(jīng)由電阻Rl接地，同時(shí)該反相輸入端經(jīng)由電阻R2回饋至運(yùn)算放大器Ul的輸出端，該運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接至所述比較保持電路。
[0022]如圖3，比較保持電路包括電力二極管D1，該電力二極管Dl的A極連接所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端，電力二極管Dl的K極經(jīng)由電阻R5接地，同時(shí)還連接電容Cl的正極、比較器U2的正極輸入端，電容Cl的負(fù)極接地，比較器U2的負(fù)極輸入端經(jīng)由電阻R3連接電源VCC，電源VCC和電阻R3串聯(lián)電阻R4后接地，比較器U2的輸出端連接至所述轉(zhuǎn)換控制電路。
[0023]如圖1，轉(zhuǎn)換控制電路包括NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2 ;該NPN型三極管Ql的基極分別經(jīng)由電阻R6連接所述比較器U2的輸出端、經(jīng)由電阻R7接地，NPN型三極管Ql的集電極依次連接電阻R8、穩(wěn)壓二極管DZl陽極、穩(wěn)壓二極管DZl陰極連接至高電壓橋堆U3的負(fù)極相連點(diǎn)，NPN型三極管Ql的發(fā)射極連接所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極，PNP型三極管Q2的基極接地，PNP型三極管Q2的集電極依次經(jīng)由電阻R9、穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極、穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極連接至所述高電壓橋堆U3的正極相連點(diǎn)，高電壓橋堆U3的兩個(gè)正負(fù)極相連點(diǎn)各連接所述第一次級(jí)線圈的一端；所述穩(wěn)壓二極管DZl的陽極還連接P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極，該P(yáng)溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極連接穩(wěn)壓二極管DZl的陰極，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極連接電容C2的正極，該電容C2的負(fù)極接地；所述穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極還連接N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極，該N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極連接穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極連接電容C3的負(fù)極，電容C3的正極接地，同時(shí)該電容C3的負(fù)極還連接低電壓橋堆U4的正極連接點(diǎn)，該低電壓橋堆U4的負(fù)極連接點(diǎn)連接至所述電容C2的正極和P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極，低電壓橋堆U4的兩個(gè)正負(fù)極連接點(diǎn)各連接所述第二次級(jí)線圈的一端。
[0024]其具體的工作過程和原理如下:
[0025]本實(shí)用新型的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源包括信號(hào)檢測(cè)放大電路、比較保持電路、轉(zhuǎn)換控制電路、低電壓橋堆U4、高電壓橋堆U3、變壓器等6部分組成。將功放的音頻輸入信號(hào)送到信號(hào)檢測(cè)放大電路的運(yùn)算放大器Ul進(jìn)行同相信號(hào)放大，放大后的音頻信號(hào)輸送到比較保持電路的電力二極管Dl的A極，經(jīng)過電力二極管Dl整流后將交變信號(hào)變?yōu)橹绷餍盘?hào)，電容Cl為保持電容，電阻R5為放電保護(hù)電阻；電源VCC經(jīng)過電阻R3和電阻R4串聯(lián)分壓得到參考電平Vref，Vref的取值可以選取為:Vref = (VL_5V)/N，其中VL表示低壓供電電源的電壓，N表示音頻功率放大器(通常簡稱功放)的放大倍數(shù)；當(dāng)功放的音頻信號(hào)幅度逐漸增大，電力二極管Dl的K極電平大于參考電平Vref時(shí)，比較器U2的輸出電平由低電平翻轉(zhuǎn)為高電平并且保持為高電平狀態(tài)，當(dāng)輸入的音頻信號(hào)減小后，電力二極管Dl截止，電容Cl經(jīng)放電電阻R5進(jìn)行放電，由Cl和R5的乘積可以設(shè)定比較器U2輸出高電平的保持時(shí)間在3?5分鐘范圍內(nèi)，保持時(shí)間過后，電力二極管Dl的K極電平低于參考電平Vref，比較器U2的輸出電平由高電平翻轉(zhuǎn)為低電平。比較器U2輸出的電平信號(hào)送到轉(zhuǎn)換控制電路的電阻R6處，當(dāng)比較器U2輸出為低電平時(shí)，NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2、P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4均截止，低電壓橋堆U4導(dǎo)通，對(duì)用于濾波的電容C2、電容C3充電，此時(shí)轉(zhuǎn)變?yōu)榈碗妷?VL)供電，其在較小的音頻輸入信號(hào)作用下轉(zhuǎn)變?yōu)檩^低的供電電源電壓，效率比單電源AB類功放大大提高；當(dāng)輸入的音頻信號(hào)逐漸增大，比較器U2輸出電平翻轉(zhuǎn)為高電平，NPN型三極管Ql、PNP型三極管Q2導(dǎo)通，導(dǎo)致P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3、N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4導(dǎo)通，高電壓橋堆U3對(duì)電容C2、電容C3進(jìn)行充電，低電壓橋堆U4截止，此時(shí)切換為高電壓(VH)供電，如果輸入的音頻信號(hào)減小，該用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源會(huì)保持在高電壓供電3?5分鐘，因?yàn)楦叩碗娫辞袚Q過程不是突變的，避免了 H類功放出現(xiàn)的轉(zhuǎn)換失真現(xiàn)象。
[0026]本實(shí)用新型的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源效率明顯優(yōu)于單電源AB類功放，又解決了 H類功放轉(zhuǎn)換失真的弊端，既保證了音效又提高了能效，實(shí)用性強(qiáng)、市場(chǎng)前景好。
[0027]上列詳細(xì)說明是針對(duì)本實(shí)用新型可行實(shí)施例的具體說明，該實(shí)施例并非用以限制本實(shí)用新型的專利范圍，凡未脫離本實(shí)用新型所為的等效實(shí)施或變更，均應(yīng)包含于本案的專利范圍中。
【權(quán)利要求】
1.用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，包括變壓器，該變壓器上設(shè)置有用于向音頻功率放大器輸出高電壓的第一次級(jí)線圈以及用于向音頻功率放大器輸出低電壓的第二次級(jí)線圈，其特征在于，還包括用于輸入音頻信號(hào)并進(jìn)行信號(hào)放大的信號(hào)檢測(cè)放大電路、用于比較輸入電平的幅值并防止輸入電平跳變的比較保持電路，所述信號(hào)檢測(cè)放大電路的輸出端與比較保持電路的輸入端相連，比較保持電路的輸出端連接用于選擇輸出電壓的轉(zhuǎn)換控制電路，該轉(zhuǎn)換控制電路分兩路輸出，其中一路與所述第一次級(jí)線圈相連，另一路與所述第二次級(jí)線圈相連。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，其特征在于，所述信號(hào)檢測(cè)放大電路包括運(yùn)算放大器U1，該運(yùn)算放大器Ul的同相輸入端用于輸入音頻信號(hào)，反相輸入端經(jīng)由電阻Rl接地，同時(shí)該反相輸入端經(jīng)由電阻R2回饋至運(yùn)算放大器Ul的輸出端，該運(yùn)算放大器Ul的輸出端連接至所述比較保持電路。
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，其特征在于，所述比較保持電路包括電力二極管Dl，該電力二極管Dl的A極連接所述運(yùn)算放大器Ul的輸出端，電力二極管Dl的K極經(jīng)由電阻R5接地，同時(shí)還連接電容Cl的正極、比較器U2的正極輸入端，電容Cl的負(fù)極接地，比較器U2的負(fù)極輸入端經(jīng)由電阻R3連接電源VCC，電源VCC和電阻R3串聯(lián)電阻R4后接地，比較器U2的輸出端連接至所述轉(zhuǎn)換控制電路。
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的用于音頻功率放大器的高低壓轉(zhuǎn)換電源，其特征在于:所述轉(zhuǎn)換控制電路包括NPN型三極管Q1、PNP型三極管Q2 ;該NPN型三極管Ql的基極分別經(jīng)由電阻R6連接所述比較器U2的輸出端、經(jīng)由電阻R7接地，NPN型三極管Ql的集電極依次連接電阻R8、穩(wěn)壓二極管DZl陽極、穩(wěn)壓二極管DZl陰極連接至高電壓橋堆U3的負(fù)極相連點(diǎn)，NPN型三極管Ql的發(fā)射極連接所述PNP型三極管Q2的發(fā)射極，PNP型三極管Q2的基極接地，PNP型三極管Q2的集電極依次經(jīng)由電阻R9、穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極、穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極連接至所述高電壓橋堆U3的正極相連點(diǎn)，高電壓橋堆U3的兩個(gè)正負(fù)極相連點(diǎn)各連接所述第一次級(jí)線圈的一端；所述穩(wěn)壓二極管DZl的陽極還連接P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的柵極，該P(yáng)溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的漏極連接穩(wěn)壓二極管DZl的陰極，P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極連接電容C2的正極，該電容C2的負(fù)極接地；所述穩(wěn)壓二極管DZ2的陰極還連接N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的柵極，該N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的源極連接穩(wěn)壓二極管DZ2的陽極，N溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q4的漏極連接電容C3的負(fù)極，電容C3的正極接地，同時(shí)該電容C3的負(fù)極還連接低電壓橋堆U4的正極連接點(diǎn)，該低電壓橋堆U4的負(fù)極連接點(diǎn)連接至所述電容C2的正極和P溝道場(chǎng)效應(yīng)管Q3的源極，低電壓橋堆U4的兩個(gè)正負(fù)極連接點(diǎn)各連接所述第二次級(jí)線圈的一端。
【文檔編號(hào)】H03F1/30GK204258734SQ201420783891
【公開日】2015年4月8日 申請(qǐng)日期:2014年12月12日 優(yōu)先權(quán)日:2014年12月12日
【發(fā)明者】李智 申請(qǐng)人:廣州天逸電子有限公司